Policlorotrifluoroetileno

El policlorotrifluoroetileno ( PCTFE o PTFCE ) es un clorofluoropolímero termoplástico con la fórmula molecular (CF₂CClF ₎ n _, donde n es el número de unidades monoméricas en la molécula del polímero . Es similar al politetrafluoroeteno (PTFE), excepto que es un homopolímero del monómero clorotrifluoroetileno (CTFE) en lugar de tetrafluoroeteno. Tiene la menor tasa de transmisión de vapor de agua de todos los plásticos. ^{[ 2 ]}

Fue descubierto en 1934 ^{[ 3 ] [ 4 ]} por Fritz Schloffer y Otto Scherer, quienes trabajaban en la empresa IG Farben , Alemania. ^{[ 5 ]}

Tras la Segunda Guerra Mundial, el PCTFE fue comercializado bajo la marca Kel-F 81 por MW Kellogg Company a principios de la década de 1950. ^{[ 6 ]} El nombre "Kel-F" deriva de "Kellogg" y "fluoropolímero", que también representa a otros fluoropolímeros como el copolímero poli(clorotrifluoroetileno-co-fluoruro de vinilideno) (Kel-F 800). ^{[ 7 ]} Estos fueron adquiridos por 3M Company en 1957. ^{[ 6 ]} 3M dejó de fabricar Kel-F en 1996.

La resina PCTFE se fabrica actualmente bajo diferentes nombres comerciales, como Neoflon PCTFE de Daikin , Voltalef de Arkema y Aclon de Honeywell . Las películas de PCTFE se venden bajo el nombre comercial Aclar de Honeywell. ^{[ 8 ]} Otros nombres comerciales actuales y anteriores de PCTFE incluyen Hostaflon C2 de Hoechst , Fluon de ICI , Plaskon de Allied Chemical Corporation , Halon de Ausimont USA, ^{[ 9 ] [ 10 ]} y Ftoroplast-3 en la URSS y la Federación Rusa. ^{[ 11 ]}

El PCTFE es un homopolímero de adición. Se prepara mediante la polimerización por radicales libres del clorotrifluoroetileno (CTFE) ^{[ 12 ]} y puede llevarse a cabo mediante polimerización en solución , en masa , en suspensión y en emulsión . ^{[ 13 ]}

El PCTFE tiene una alta resistencia a la tracción y buenas características térmicas . Es ininflamable ^{[ 14 ]} y su resistencia al calor alcanza los 175 °C ^{[ 15 ]}  . Tiene un bajo coeficiente de dilatación térmica . La temperatura de transición vítrea ( Tg ) ronda los 45 _° C ^{[ 1 ] .} 

El PCTFE tiene uno de los índices de oxígeno límite (LOI) más altos. ^{[ 16 ]} Tiene buena resistencia química . También exhibe propiedades como absorción de humedad nula y no humectable . ^{[ 15 ] [ 17 ]}

No absorbe luz visible . Cuando se somete a radiación de alta energía , sufre degradación como el PTFE. ^{[ 18 ]} Puede utilizarse como película transparente. ^{[ 14 ]}

La presencia de un átomo de cloro , que tiene un radio atómico mayor que el del flúor , dificulta el empaquetamiento compacto posible en el PTFE. Esto da como resultado un punto de fusión relativamente más bajo entre los fluoropolímeros, ^{[ 19 ]} alrededor de 210–215  °C. ^{[ 2 ]}

El PCTFE es resistente al ataque de la mayoría de los productos químicos y agentes oxidantes , una propiedad que se debe a su alto contenido de flúor. Sin embargo, se hincha ligeramente en compuestos de halocarbono , éteres , ésteres y compuestos aromáticos . ^{[ 2 ]} El PCTFE es resistente a la oxidación porque no contiene átomos de hidrógeno . ^{[ 20 ]}

El PCTFE presenta un momento dipolar permanente debido a la asimetría de su unidad repetitiva. Este momento dipolar es perpendicular al eje de la cadena de carbono. ^{[ 21 ]}

El PCTFE es un homopolímero de clorotrifluoroetileno (CTFE), mientras que el PTFE es un homopolímero de tetrafluoroetileno . Los monómeros del primero difieren estructuralmente de los del segundo al tener un átomo de cloro reemplazando a uno de los átomos de flúor . Por lo tanto, cada unidad repetitiva de PCTFE tiene un átomo de cloro en lugar de un átomo de flúor. Esto explica que el PCTFE tenga menor flexibilidad de cadena y, por consiguiente, una temperatura de transición vítrea más alta . El PTFE tiene un punto de fusión más alto y es más cristalino que el PCTFE, pero este último es más resistente y rígido. Aunque el PCTFE tiene una excelente resistencia química, esta sigue siendo menor que la del PTFE. ^{[ 22 ]} El PCTFE tiene menor viscosidad , mayor resistencia a la tracción y mayor resistencia a la fluencia que el PTFE. ^{[ 1 ]}

El PCTFE es moldeable por inyección y extrusionable, mientras que el PTFE no lo es. ^{[ 1 ]}

El PCTFE se utiliza principalmente por dos propiedades: repelencia al agua y estabilidad química.

Las películas de PCTFE se utilizan como capas protectoras contra la humedad. Estas incluyen:

• barreras antihumedad en envases tipo blíster farmacéuticos
• Barreras contra el vapor de agua para proteger los recubrimientos de fósforo en lámparas electroluminiscentes (los componentes químicos del fósforo son sensibles a la humedad).
• protección de paneles de pantalla de cristal líquido (LCD), que son sensibles a la humedad

Debido a su estabilidad química, actúa como barrera protectora contra productos químicos. Se utiliza como recubrimiento y revestimiento prefabricado para aplicaciones químicas. El PCTFE también se utiliza para laminar otros polímeros como PVC , polipropileno , PETG , APET , etc. Asimismo, se emplea en tubos, válvulas , revestimientos de tanques químicos , juntas tóricas , sellos y empaquetaduras . ^{[ 15 ]}

El PCTFE se utiliza para proteger componentes electrónicos sensibles debido a su excelente resistencia eléctrica y repelencia al agua. Otros usos incluyen circuitos impresos flexibles y aislamiento de cables. ^{[ 23 ] [ 22 ]}

Las ceras, aceites y grasas de PCTFE de bajo peso molecular se utilizan como selladores y lubricantes inertes . También se emplean como fluidos de flotación para giroscopios y plastificantes para termoplásticos . ^{[ 2 ]}

El PCTFE se utiliza para juntas y componentes criogénicos. El sector criogénico y de gases líquidos utiliza principalmente juntas de PCTFE, ya que este material tiene baja absorción de gases y buena resistencia a temperaturas inferiores a -200  °C. ^{[ 24 ]}